ارزیابی روند تغییرات گرد و غبار و ارتباط آن با دما (مطالعه موردی: استان خوزستان)

مقدمه: یکی از اثرات بیابان ‌زایی و تخریب زمین به‌ ویژه در مناطق خشک و فراخشک جهان، طوفان های گرد و غبار است. ذرات ریز گرد و غبار آزادشده از سطح زمین می‌توانند چندین کیلومتر و گاهی اوقات حتی در سراسر قاره‌ها رها شوند و با تاثیر بر تعادل تشعشعی و هم‌چنین اکوسیستم‌های جنگلی و اقیانوسی، نقش کلیدی در سیستم زمین ایفا کنند. آب‌وهوا اغلب به‌عنوان عامل اصلی موثر بر وقوع این طوفان‌ها در نظر گرفته می‌شود. طوفان‌های گردوغبار در سال‌های اخیر عمدتاً به دلیل افزایش خشک‌سالی و موج گرما در مقیاس جهانی افزایش یافته است. دما از نظر تاثیر مستقیم بر متغیرهای آب و هوایی مانند فشار، حرکت باد، تشکیل ابر و بارش، متغیر مهمی در اقلیم است. مطالعات نشان می‌دهد که افزایش دما به همراه کاهش بارندگی، افزایش سرعت باد و شرایط ایجاد طوفان‌های گردوغبار را فراهم می‌کند. به‌طورکلی بررسی مطالعات انجام‌شده در زمینه ارزیابی روند تغییرات گردوغبار و اثر پارامترهای دمایی بر آن نشان می دهد که از دیدگاه ها و روش های مختلفی امکان انجام این مطالعات وجود دارد. در نتیجه نیاز است که با بررسی و ارزیابی نتیجه آن‌ها دیدگاه جامعی از گردوغبار و عوامل موثر بر آن پیدا کرد تا بتوان به کنترل و مدیریت این پدیده کمک نمود. در استان خوزستان، به علت مجاورت با بیابان‌های بزرگ کشورهای همجوار تعداد روزهای غبارآلود قابل‌توجه و در سال‌های اخیر افزایش یافته است؛ بنابراین یکی از نواحی چالش‌برانگیز کشور در زمینه مدیریت و کنترل پدیده گردوغبار است. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی روند تغییرات گردوغبار و اثر دما بر این پدیده است. نتایج این مطالعه به شناخت بهتر پدیده گردوغبار در استان خوزستان کمک می کند.مواد و روش‌ها: در این پژوهش از سه گروه داده شامل داده های میانگین دمای ماهانه 13 ایستگاه هواشناسی محدوده موردمطالعه،  میانگین ماهانه داده های دمای سطح زمین یا lst و  داده های  میانگین ماهانه داده های عمق نوری آئروسل (aod) استفاده شد. در این مطالعه  ابتدا به  ارزیابی روند تغییرات گردوغبار  با استفاده از آزمون من کندال پرداخته شد و  در بخش دوم بررسی رابطه پارامترهای دمایی بر گردوغبار با استفاده از همبستگی بین میانگین عمق نوری آئروسل (aod)  در حائل 5 کیلومتری در اطراف ایستگاه منتخب با پارامترهای دمایی شامل میانگین دمای ماهانه و میانگین lst ماهانه در حائل 5، 10 و 20 کیلومتری در اطراف ایستگاه منتخب انجام شد.نتایج و بحث: نتایج ارزیابی روند تغییرات میانگین حائل 5 کیلومتری اطراف ایستگاه‌های منتخب نشان داد که در ماه های فوریه، جولای، دسامبر و آوریل در هیچ‌کدام از ایستگاه‌ها روند افزایشی مشاهده نشد و حتی در ماه آوریل در دو ایستگاه روند کاهشی نیز دارند. همچنین در ماه های آگوست، سپتامبر و نوامبر در هفت ایستگاه، مارس در پنج ایستگاه، اکتبر در چهار ایستگاه، ژانویه در سه ایستگاه، می در دو ایستگاه و ژوئن در یک ایستگاه روند تغییرات aod با احتمال بیش از 90% افزایشی است. هم‌چنین نتایج همبستگی پارامترهای دمایی و مقادیر aod نشان داد که  به‌طورکلی همبستگی بسیار قوی بین پارامترهای دمایی و مقادیر aod تنها در سه ماه می، ژوئن و جولای با میانگین lst در بافرهای مختلف رخ داده است. بیشترین تعداد همبستگی قوی در ماه های می تا آگوست بین پارامترهای دمایی و مقادیر aod وجود دارد. همچنین بیشترین تعداد همبستگی خیلی ضعیف در ماه های آوریل، مارس، نوامبر و دسامبر رخ داده است. بیشترین تعداد همبستگی خیلی ضعیف و ضعیف مربوط به دمای هوا (به ترتیب 85 و 47 عدد) است که این امر نشان‌دهنده اهمیت بیشتر lst نسبت به دما در ارزیابی تغییرات شدت گردوغبار در محدوده موردمطالعه دارد.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این پژوهش می توان گفت که دمای هوا همبستگی ضعیفی با گرد غبار نشان داد و بیشتر همبستگی‌های قوی و خیلی قوی با میانگین lst در بافرهای مختلف رخ داده که این امر نشان‌دهنده اهمیت بیشتر lst نسبت به دما در ارزیابی تغییرات شدت گردوغبار در محدوده موردمطالعه دارد. به‌طورکلی ارزیابی و پایش تغییرات گردوغبار می تواند کمک بزرگی به شناسایی کانون های جدید و همچنین ارزیابی نتایج فعالیت های کنترل و مدیریت فرسایش بادی و گردوغبار ‌کند. بنابراین می توان پیشنهاد داد یک سامانه مبتنی بر سنجش‌ازدور و هوش مصنوعی به‌صورت آنلاین و به‌روز جهت ارزیابی و پایش تغییرات گردوغبار طراحی و ارائه شود تا مدیریت پدیده گردوغبار در ایران هدفمندتر شده و شناسایی کانون‌ها سریع‌تر انجام شود. از طرف دیگر باید به عوامل موثر بر این تغییرات نیز توجه نمود و اثر آن‌ها را بر گردوغبار مورد ارزیابی قرار داد.

evaluation of dust changes and its relationship with temperature (case study: khuzestan province)

dust storm is one of the desertification and land gegradation consequences especially in arid and hyper-arid regions of the world. fine particles released from the earth’s surface can be released several kilometers and subsequently over long distances, sometimes even across continents. these particles play a key role in the earth system by affecting the radiation balance as well as forest and ocean ecosystems. weather is often considered as the main factor influencing the occurrence of dust storms. dust storms have increased in recent years mainly due to continued droughts and global warming. temperature is an important variable in climatilogy in terms of its direct effect on weather variables such as pressure, wind movement, cloud formation and precipitation. based on previous studies, the increase in temperature along with the decrease in rainfall and the increase in wind speed provide the conditions for the creation of dust storms. in general, the review of the studies conducted in the field of evaluating dust changes and the effect of temperature parameters on it shows that it is possible to conduct these studies from different perspectives and methods. therefore, it is necessary to find a comprehensive view on dust and factors affecting it by reviewing and evaluating the results of other studies so that the phenomenon can be controlled and managed. the number of dusty days in khuzestan province is significant and has increased in recent years. the reason for that is its proximity to the great deserts of the neighboring countries. therefore, this province is one of the challenging areas of the country in the field of dust management and control. the purpose of this study is to evaluate the trend of dust changes and the effect of temperature on this phenomenon. the results of this study help to better understand the phenomenon of dust in khuzestan province.materials and methods: in this research, three data groups were used including the monthly average temperature of 13 meteorological stations in the study area, the monthly average land surface temperature (lst), and the monthly average aerosol optical depth (aod). first, the trend of dust changes was evaluated using the mann-kendall test. then, the relationship between temperature parameters and dust was investigated using the correlation between the aod in a buffer of 5 km around the selected stationwith temperature parameters including monthly average temperature and average monthly lst in buffers of 5, 10 and 20 km around the selected station.results and discussion: the evaluation of the average changes in the buffer of 5 km around the selected stations showed that in the months of february, july, december and april, no increasing trend was observed in any of the stations and even in the month of april, there was a decreasing trend in two stations. the trend of aod changes was increasing with a probability of more than 90% in the months of august, september and november in seven, march in five, october in four, january in three, may in two and june in one station. the correlation results of temperature parameters and aod showed that a very strong correlation between average lst and aod has occurred only in the three months of may, june and july in different buffers.